Soundness evaluation of J-PARC RF ion source after 5-month continuous operation

5か月連続運転後のJ-PARC RFイオン源の健全性評価

柴田 崇統*; 大越 清紀 ; 神藤 勝啓   ; 南茂 今朝雄*; 池上 清*; 小栗 英知  

Shibata, Takanori*; Okoshi, Kiyonori; Shinto, Katsuhiro; Nammo, Kesao*; Ikegami, Kiyoshi*; Oguri, Hidetomo

2020年11月から2021年4月までのJ-PARC利用運転において、J-PARC RF負水素(H)イオン源は3,651時間(5ヶ月間)の連続運転を達成した。イオン源は30kWの高周波出力で、Hビーム電流60mA、デューティファクター2%のビームを出力した。5ヶ月連続運転後に、イオン源テストスタンドにおいて、実際の運転条件と同じ条件でイオン源を運転し、RFQ入口の位置での位相空間分布を測定した。ビームのエミッタンスは、水平方向/鉛直方向はそれぞれ0.262/0.264 mm mradで、過去の運転で用いたイオン源と比較して大きな違いはなかった。アンテナコイルを目視確認したが、コイル表面には大きな損傷はないことを確認した。これらの結果より、次の長期運転として、J-PARCの1キャンペーン(1年間)である7ヶ月連続運転への可能性が見えてきた。

In the J-PARC user operation from Nov. 2020 - Apr. 2021, continuous operation of J-PARC Radio Frequency (RF) negative hydrogen ion (H) source up to 3,651 hours (5 months) has been achieved. The ion source was operated with the output H current of 60 mA, the duty factor (for plasma generation) 2% and the input RF power up to 30 kW. After the operation, phase space diagrams at the Radio Frequency Quadrupole (RFQ) entrance were measured by the emittance monitor at the ion source test stand (IS-TS) under the same operation condition as in the J-PARC Linac. Comparison of the phase spaces and the beam emittances between the ion sources in the present and the previous operations shows slight difference. From the direct observation of the antenna coil, no exhaustion or the decrease in the thickness of the enamel coating of the coil have been confirmed. The results indicate the possibility of the next goal of the long-run up to 7 months, which is the same as the full duration of the J-PARC user operation in 1 year.